用于触发断路器的电磁致动器制造技术

本公开的实施例涉及一种用于触发断路器的电磁致动器。该电磁致动器设有：导电电枢，包括可磁化材料，其中电枢可移动地布置在电磁致动器内，以用于触发断路器；导电芯，包括可磁化材料，该导电芯被配置为通过磁场可操作地耦合到电枢上；电线圈，被配置为生成磁场；以及导电层，被配置并且被布置在电磁致动器内，以减少由所生成的磁场感应到电磁致动器的导电材料上的涡流的电损耗。上的涡流的电损耗。上的涡流的电损耗。

【技术实现步骤摘要】
用于触发断路器的电磁致动器


[0001]本公开涉及电力
，更具体地涉及用于触发断路器的电磁致动器。

技术介绍

[0002]当今通常使用的微型断路器(MCB)被设计为用于市电频率，例如，50Hz或60Hz。它们利用简单的电磁致动器，该电磁致动器通常包括圆柱形柱塞和由实心钢制成的定子轭以及由磁线制成的线圈。主电路电流流过该致动器。当电流上升显著超过设备的标称操作范围时，例如，在短路的情况下，致动器使断路器跳闸。

技术实现思路

[0003]这些微型断路器(MCB)在诸如数据中心或太阳能发电厂之类的应用中越来越多地与电力电子装置组合使用，其中它们受到不仅包含通常为50Hz或60Hz的市电频率而且还包含更高阶谐波的电流的影响。这些谐波在MCB中(具体地，在MCB的电磁致动器中)由于附加涡流损耗而产生过多损耗，从而导致过热，并且在极端情况下导致设备完全失效。
[0004]本专利技术的各方面涉及一种用于触发断路器的电磁致动器、用于制造电磁致动器的芯和/或电枢的方法、断路器、以及电磁致动器的用途，其主题如独立权利要求中所述。
[0005]本专利技术的有利修改在从属权利要求中进行陈述。说明书、权利要求书和附图中所公开的特征中的至少两个特征的所有组合都落入本专利技术的范围内。为了避免重复，根据方法所公开的特征也应根据所提及的系统应用并且可以要求保护。
[0006]在对本专利技术的整个描述中，过程步骤的顺序以容易理解该过程的这种方式呈现。然而，本领域技术人员将认识到，过程步骤中的许多过程步骤也可以以不同次序执行并产生相同或对应结果。在这种意义上，可以相应改变过程步骤的顺序。一些特征具有计数字样，以提高可读性或使指派更为清楚，但这并非暗示存在某些特征。
[0007]为了实现这些和其他优点并且根据本专利技术的目的，如本文中所体现和广泛描述的，提供了一种用于触发断路器的电磁致动器，该电磁致动器包括导电电枢，该电枢包括可磁化材料，并且其中电枢可移动地布置在电磁致动器内以用于触发断路器。
[0008]该电磁致动器还包括：导电芯，该导电芯包括可磁化材料，该导电芯被配置为通过磁场可操作地耦合到电枢；以及电线圈，该电线圈被配置为生成磁场。另外，电磁致动器包括导电层，该导电层被配置并且被布置在电磁致动器内，以减少由所生成的磁场感应到电磁致动器的导电材料上的涡流的电损耗。
[0009]可替代地或附加地，该致动器可以用于除了触发断路器之外的其他目的，即，用于使用取决于超过电流增加的极限斜率和/或超过电流的极限的线性移动的任何目的。
[0010]电枢可以由导电磁性材料(如例如，钢)制成，并且可以由装置(例如，塑料管)引导，以在电磁致动器内自由水平移动。该电枢可以被配置为通过磁力与芯耦合，该磁力可以由在线圈的导线内流动的电流生成。该磁力可以通过轭增加，该轭可以被包括在电磁致动器中并且被配置为引导由线圈生成的磁场以增加芯与电枢之间的磁耦合。因此，芯和轭固
定在一起，并且它们被配置为提供包括芯和电枢的具有低磁阻的路径，以用于增强磁场并增加磁力。它们可以由磁钢制成，优选地，作为固体材料，即，它们通常不是由如变压器中的层压金属层制成。
[0011]当线圈的导线内的电流突然增加时，例如，在外部电路系统短路的情况下，电枢可以朝向芯加速，从而推动可以放置在芯的中心孔内的柱塞。线圈可以由高导电材料制成，例如，优选地，铜，以承载通过MCB的电流中的至少一部分电流。线圈可以由漆包线和/或弯曲成线圈形状的未涂覆金属型材制成。
[0012]芯和电枢可以通过复位弹簧机械耦合，该复位弹簧布置在芯与电枢之间，作为芯和电枢的磁性耦合的反制，以一旦正在驱动电磁致动器触发MCB的外部电路系统的短路被清除，就迫使电枢回到其起始位置。
[0013]柱塞的延伸部可以延伸超过芯到电磁致动器的外部，以使断路器或MCB跳闸。断路器可以包括电磁致动器，以用于在通过电磁致动器的线圈的电流超过特定电流限制和/或电流超过电流的特定增加的情况下，使断路器跳闸。
[0014]被配置和被布置在电磁致动器内(优选地，电枢与线圈之间)以减少涡电流的电损耗的导电层可以由具有高比电导率的材料制成以提供具有高电导率的层。通过选取导电层的材料和如所描述的导电层的形式和/或几何形状，可以迫使由流过线圈的电流的高阶谐波引起的涡电流主要在高导电层中而非在致动器的部件的磁钢内流动，从而限制由流过线圈的电流的高阶谐波引起的总损耗。
[0015]换句话说，通过“屏蔽”配置和/或布置如所描述的导电层的芯和/或电枢，可以减少由涡流引起的损耗。这意味着，在通过线圈的电流的较高频率下，在导电层中感应出涡流，以用于屏蔽电磁致动器的部件并至少减小芯和电枢中的涡流。而且，因为导电层的比电导率高于芯和/或电枢的比电导率，所以由于影响所感应的涡流的电阻减小而降低了由涡流引起的损耗。
[0016]包括如所描述的导电层的电磁致动器可以减少电磁致动器的电损耗，这是MCB的重要问题，具体地，如果不对电磁致动器的尺寸进行修改或对电磁致动器的尺寸进行非常有限的修改，则这很重要，因为致动器的空间非常有限。
[0017]有利地，如所描述的电磁致动器可以稳健对抗由流过线圈的电流的高频谐波含量引起的过热，并且能够将电磁致动器成形为足够小以利用可用空间是非常有益的。
[0018]这意味着由于与该电磁致动器的制造有关的附加努力和成本有限，所以所描述的电磁致动器提供了一种在电损耗降低的情况下制造该电磁致动器的经济的解决方案。
[0019]根据一个方面，导电层的比电导率高于电枢的比电导率和/或芯的比电导率。
[0020]因为较高频率的涡流主要在包括导电层的电枢和/或芯的最外导电区域内流动，所以如果导电层的比电导率高于电磁致动器的电枢的比电导率和/或芯的比电导率，则由于承载涡流的导电层内的较小的电阻率值，由交变磁场感应的涡流可能会导致减少所损耗的电能的量。
[0021]根据一个方面，导电层被布置在电磁致动器内，以承载由电线圈感应的圆形涡流。可替代地或附加地，该导电层被布置为围绕电枢和/或芯，以使得在导电层内实现圆形涡流。
[0022]为了承载由电线圈感应的涡流，重要的是存在由导电层构建的环绕电枢和/或芯
的导电路径，而没有中断电路径的间隙。
[0023]根据一个方面，导电层的材料包括铜和/或铝和/或银和/或金。
[0024]这些材料通常表现出高比电导率，以用于减少由这些材料内的涡流引起的电能损耗。
[0025]根据一个方面，导电层包括第一涂层和/或第二涂层，该第一涂层至少部分覆盖并电气地不中断地围合芯的表面，该第二涂层至少部分覆盖并电气地不中断地围合电枢的表面。
[0026]这使得导电层能够承载由线圈内的高频交流电流感应的涡流。
[0027]根据一个方面，该导电层由第一套筒和/或第二套筒和/或组合套筒形成，该第一套筒至少部分覆盖并不中断地围合芯的表面，该第二套筒至少部分覆盖并电气地不中断地围合电枢的表面，该组合套筒至少部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于触发断路器的电磁致动器(100)，包括：导电电枢(110)，包括可磁化材料，其中所述电枢(110)可移动地布置在所述电磁致动器(100)内以用于触发所述断路器；导电芯(120)，包括可磁化材料，所述导电芯被配置为通过磁场可操作地耦合到所述电枢(110)；电线圈(130)，被配置为生成所述磁场；以及导电层(112、122、312、412、512)，被配置并且被布置在所述电磁致动器(100)内，以减少由所生成的磁场感应到所述电磁致动器(100)的导电材料上的涡流的电损耗。2.根据前一权利要求所述的电磁致动器(100)，其中所述导电层(112、122、312、412、512)的比电导率高于所述电枢(110)的比电导率和/或所述芯(120)的电导率。3.根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器(100)，其中所述导电层(112、122)被布置在所述电磁致动器(100)内，以承载由所述电线圈(130)感应的圆形涡流；和/或其中所述导电层(112、122、312、412、512)被布置为围绕所述电枢(110)和/或所述芯(120)，以便在所述导电层(112、122、312、412、512)内实现圆形涡流。4.根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器(100)，其中所述导电层(112、122、312、412、512)的材料包括铜和/或铝和/或银和/或金。5.根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器(100)，其中所述导电层(112、122、312、412、512)包括第一涂层和/或第二涂层，所述第一涂层至少部分覆盖并电气地不中断地围合所述芯(110)的表面，所述第二涂层至少部分覆盖并电气地不中断地围合所述电枢(120)的表面。6.根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器(100)，其中所述导电层(112、122、312、412、512)由第一套筒(122)和/或第二套筒(112)和/或组合套筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔达，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：